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伺服压力机主传动及其控制技术

伺服压力机主传动及其控制技术

节能环保
主传动系统结构简单,便于维护和保养。
维护简便
主传动系统的控制方式
03
伺服压力机控制技术
根据应用需求,选择合适的伺服电机类型,如交流、直流、步进等。
伺服电机类型选择
电机功率计算
控制算法设计
根据压力机的工作负载和速度要求,计算电机的功率需求。
设计合适的控制算法,如PID、模糊控制等,以实现压力机的精确控制。
随着制造业的不断发展,伺服压力机的市场需求将持续增长。特别是在汽车、航空航天、电子等领域,对伺服压力机的需求将越来越大。
技术创新推动市场发展
随着技术的不断发展,新的伺服压力机产品将不断涌现,推动市场的发展。同时,技术的进步也将提高产品的质量和性能,满足用户更高的需求。
国际市场竞争加剧
随着制造业的全球化发展,国际市场的竞争将越来越激烈。国内企业需要不断提高自身的技术水平和产品质量,增强国际竞争力。
伺服压力机工作原理
伺服压力机的主要特点
伺服压力机能够实现对压力、速度和位置的精确控制,有利于提高生产效率和产品质量。
高精度控制
节能环保
高效快速
应用广泛
伺服压力机在工作中能够实现能量回收和再利用,降低能源消耗和排放,符合节能环保的要求。
伺服压力机具有快速响应和高效工作的特点,能够提高生产效率,缩短生产周期。
伺服压力机在塑料生产中的应用
01
高效注塑
伺服压力机能够实现快速、准确的注塑操作,提高生产效率。
02
降低废品率
伺服压力机能够实现精确的控制,减少产品缺陷和废品率。
05
伺服压力机的维护与保养
伺服压力机的日常维护
Байду номын сангаас
每月对压力机进行一次全面的检查,包括传动部件、液压系统、电气系统等。

伺服压力机数控系统的设计与实现分析

伺服压力机数控系统的设计与实现分析

伺服压力机数控系统的设计与实现分析发布时间:2022-01-12T08:45:04.624Z 来源:《科学与技术》2021年28期9月作者:张成淋[导读] 对于伺服压力机来说,其内部数控系统属于核心部分张成淋固高派动(东莞)智能科技有限公司广东东莞 523000摘要:对于伺服压力机来说,其内部数控系统属于核心部分,对压力机总体运行稳定性有着直接影响,积极落实伺服压力机的数控系统设计实现工作较为重要。

故本文主要围绕着伺服压力机的数控系统设计及其实现开展深入的研究和探讨,期望可以为后续更多技术工作者和研究学者对此类课题的实践研究提供有价值的指导或者参考。

关键词:压力机;伺服;数控系统;设计;实现;前言伺服压力机内部数控系统设计极具复杂性,所涉及内容相对较多,对专业性要求也较高。

因而,综合分析伺服压力机内部数控系统设计及其实现,对今后更好地应用及优化伺服压力机内部数控系统来说现实意义较为突出。

1、总体架构伺服压力机的数控系统总体架构以上位机、数据交互及运动控制模块为主。

上位机,可实现系统图形化的界面设计,基本功能以显示系统状态、加工曲线及吨位管理、参数管理、模具保护、电子凸轮等为主;数据交互模块,主控芯片选定Cortex-M3式架构MCU,该模块借助DPRAM和运动控制单位实现数据交互,把运动控制模块数据经CAN通信及时传递至上位机,通过系统界面显示出来。

上位机所设参数数据可下载至运动控制模块[1]。

系统通讯主要选定CAN所自定义的通信协议,上位机与运动控制模块可实现实时化的数据交互;而运动控制模块,其主要借助DSP的高速化计算功能,以此为运动控制基本算法载体,促使数控系统脉冲高速输出及实时化信号反馈得以实现,将运动控制DSP+FPGA硬件平台构建起来。

2、系统设计及其实现2.1 功能设计及其实现2.1.1 在上位机层面伺服压力机的数控系统设计当中,上位机选定成熟化工控主板,借助工控主板内所预设XPE系统,促使上位机具备WINDOWS的图形界面、多线程化管理机制、硬软件成熟化、数据存储等功能得以实现。

伺服电机控制系统毕业设计

伺服电机控制系统毕业设计
1.2.2
由于直流伺服电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,又具有直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好的特点,故在当今国民经济的各个领域,如医疗器械、仪表仪器、化工、轻纺以及家用电器等方面的应用日益普及。直流伺服电动机的应用主要分为以下几类:
定速驱动机械
一般不需要调速的领域以往大多是采用三相或单相交流异步和同步电机。随着电力电子技术的进步,在功率不大于 且连续运行的情况下,为了减少体积,节省材料,提高效率和降低能耗,越来越多的电机正被直流伺服电动机逐步取代,这类应用:有自动门、电梯、水泵、风机等。而在功率较大的场合,由于一次成本和投资较大,除了永磁电机外还要增加驱动器,因此目前较少有应用。
系统给定转速由键盘输入,并能实时显示转速;功率芯片选用性能价格比较高的快速MOSFET;功率驱动选用带保护电路和过流输出的集成芯片IR2130,可实现电机的高频快速起动;系统还设置了电流采样电路,与速度反馈电路组成双闭环系统,可以实现电机的快速起动并获得良好的带负载性能,达到了设计任务书的要求。
软件方面根据直流伺服电动机的组成、脉宽调制和工作原理,结合80C196MC的硬件部分和软件编程的特点,设计了无刷直流调速系统的软件。系统软件分为主程序和中断程序两大主块,主程序完成系统的初始化, LED显示器扫描和键盘功能处理程序等部分。
进入90年代以来,随着电力电子工业的飞速发展,许多高性能半导体功率器件,如GTR、MOSFET、IGBT、MCT等相继问世,以及微处理器、大规模集成电路技术的发展,逆变装置也发生了根本性的变化。这些开关器件本身向着高频化、大容量、智能化方向发展,并出现集半导体开关、信号处理、自我保护等功能为一体的智能功率模块(正M)和大功率集成电路,使直流伺服电动机的关键部件之一―逆变器的成本降低,且向高频化、小型化发展。同时,永磁材料的性能不断提高和完善,特别是钕、铁、硼永磁材体的热稳定性和耐腐蚀性的改善,加上永磁电机研究和开发经验的逐步成熟,稀土永磁直流伺服电动机的应用和开发进入一个新阶段,目前正朝着超高速、高转矩,高功能化、微型化方向发展[3]。

大型伺服压力机的控制系统设计PPT课件

大型伺服压力机的控制系统设计PPT课件
1.1 伺服压力机国外现状 1.2 伺服压力机国内现状
Page 4
1.1 伺服压力机国外现状
近年来,由于大功率伺服电机的研究开发成功,由大功率伺服电 机驱动的新型机械设备也相应出现,如世界著名的KOMATSU、AIDA、 AMADA、AMINO、TOYO等公司,先后推出了采用该技术的伺服压力机、 伺服折弯机、伺服注塑机等设备。在此期间,机械压力机的传动结构 发生了很大变化,最大的创新点在于伺服电机取代了传统的主驱动电 机、飞轮、离合器和制动器,国内外的研究学者和压力机制造公司在 直接驱动方式上做了不少的探索。lO多年前,在美、日、欧等工业发 达国家就已经兴起了交流伺服电动机直接驱动压力机的研究与开发。
大型伺服压力机 控制系统设计
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1 伺服压力机国内外现状 2 伺服压力机机械本体研究 3 伺服压力机控制系统研究 4 实验样机的构成
Page 3
1 伺服压力机国内外现状
目前国内在从事相关研究机构有,广东锻压集团、扬力集团、浙锻集团、 徐锻集团、扬锻集团、清华大学、香港中文大学、南京航空航天大学、河海 大学、华中科大、西安交大、南京理工大学、浙江大学、东南大学、广东工 业大学等, 部分单位已经开发出初步样机。
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2 大型伺服压力机机械本体
2.1 伺服机械压力机传动方案分析 2.2 杆系构型反演设计理论
Page 12
2.1 伺服机械压力机传动方案分析
为了提高伺服机械压力机的吨位与电机容量的比值,开发出低成本大吨 位的伺服机械压力机,国内外不少高校和企业正在以下3个方向进行研究:一 是以增力功能为目标,对各种传动机构进行串联式或并联式组合设计,以降 低伺服电机所需的扭矩和容量,进而降低设备的成本,常用的传动机构有带 轮副、齿轮副、蜗轮蜗杆副、丝杠螺母副、差动轮系、曲柄连杆、肘杆、多 连杆等; 二是利用交流异步电机的低成本和大容量, 通过多自由度合成机构, 实现异步电机与伺服电机混合驱动, 以降低伺服电机的容量; 三是采用新型 电力拖动系统, 如利用直线电机、开关磁阻电机驱动伺服机械压力机,以降 低设备的成本。

伺服控制系统设计

伺服控制系统设计

Wop (s)
s(Ts s
K 1)(T2 s
1)
3.2 单闭环位置伺服系统
伺服系统旳闭环传递函数
W cl
(s)
TsT2 s 3
(Ts
K T2 )s2
s
K
闭环传递函数旳特性方程式
TsT2s3 (Ts T2 )s2 s K 0
3.2 单闭环位置伺服系统
用Routh稳定判据,为保证系统稳定,
须使
K
Ts T2 TsT2
单位置环伺服系统开环传递函数对数幅频特性
3.3 双闭环伺服系统
在电流闭环控制旳基础上,设计位置 调整器,构成位置伺服系统,位置调整 器旳输出限幅是电流旳最大值。 以直流伺服系统为例,对于交流伺服 系统也合用,只须对伺服电动机和驱动 装置应作对应旳改动。
3.3 双闭环伺服系统
Tm
R J CT Ce
Tl
La R
3.2 单闭环位置伺服系统
驱动器
电机
直流伺服系统控制对象构造图
采用PD调整器,其传递函数为
减速器
WAPR (s) WPD (s) K p (1 d s)
3.2 单闭环位置伺服系统
伺服系统开环传递函数
Wop (s)
s(Ts s
K ( d s 1)
1)(TmTl s2 Tms
3.5 复合控制旳伺服系统
前馈控制器旳传递函数选为
G(s) 1 W2 (s)
得到
m (s) 1
* m
(
s)
3.5 复合控制旳伺服系统
理想旳复合控制随动系统旳输出量可以完 全复现给定输入量,其稳态和动态旳给定误 差都为零。 系统对给定输入实现了“完全不变性” 。 需要引入输入信号旳各阶导数作为前馈控 制信号,但同步会引入高频干扰信号,严重 时将破坏系统旳稳定性,这时不得不再加上 滤波环节。

大型伺服压力机的控制系统设计

大型伺服压力机的控制系统设计
图1
方案二
该方案(图2)中伺服电机经同步带轮、齿轮两级减速后,由曲柄连杆机构 变转动为移动,再经肘杆机构增力,传动较复杂,但由于有二级减速和肘杆增 力机构, 因而降低了伺服电动机的容量。 典型产品:等长肘杆型,广东锻压机床厂有限 公司开发的GDKS系列产品, 最大公称力6300kN; 三角肘杆型,日本小松开发的H1F系列产品,最 大公称力2000kN。
理软件”,可以管理运动方式、模具、工件、外围装置、图像之类的数据。
1.1
伺服压力机国外现状
日本AIDA和日本FANUC公司共同开发了一种高效率生产小型冲压件的伺服 电机的压力成型机,这种成型设备可用于生产多种引线的引线框、手表机芯 的精密齿轮、精密汽车零件等小型精密品。日本小松公司90年初试制了数字
1.2
伺服压力机国内现状
陆永辉、卢宗武、张策等人分别采用了混合驱动机构,用伺服电机与常 规电机混合驱动压力机。在这种方案中,常规电机用来传递主要动力,而伺 服电机则通过调整五杆机构来控制滑块的位移,以此可以实现冲压工艺的调
节。
目前国内在从事相关研究机构有,广东锻压集团、扬力集团、浙锻集团、 徐锻集团、扬锻集团、清华大学、香港中文大学、南京航空航天大学、河海 大学、华中科大、西安交大、南京理工大学、浙江大学、东南大学、广东工
图2
方案二
采用肘杆机构后使压力机具有更好的运动特性和动力特性,因为肘杆( 尤 其是三角肘杆) 机构具有以下特点: (1)在滑块的下死点附近具有更好的低速运动特性,可以更好满足金属材料 最大拉伸速度的限制要求。 (2) 滑块上下行速度曲线不对称,且具有一定的急回特性,可以更好适应 “ 快- 慢- 更快”的成形工艺运动要求,进而降低伺服驱动系统的加(减) 速 要求。 (3)具有更优的增力特性,可以降低伺服电机的容量和成本。因而,该方案 在单点压力机上具有良好的发展前景。

4000kN伺服压力机传动系统优化设计

4000kN伺服压力机传动系统优化设计

工装设计·4000kN伺服压力机传动系统优化设计doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.01.0044000kN伺服压力机传动系统优化设计赵鹏(江苏无线电厂有限公司,江苏南京 210000)摘要:伺服压力机是机械领域中常用的设备,研究其系统性能具有十分重要的意义,本文主要研究4000kN伺服压力传动机构的优化设计,提高其工作性能。

关键词:4000kN伺服压力机;传统系统;优化设计引言压力机是机械领域中常用的设备,压力机通过动力系统传动到执行器末端对零部件进行冲压从而获得相应的工艺要求。

伺服压力机具有柔性、结构简单、控制过程相对简单等特点,在机械工程领域得到了广泛的使用。

许多的压力机制造厂商和相关的研究人员通过开发不同的原型对伺服压力机进行研究,以提高传动系统的力学以及运动学的性能。

1. 伺服压力机的特点根据压力机动力源的不同,可以分为液压式压力机、机械式压力机以及伺服式压力机。

液压式压力机的工作行程相对较大,能够对大型的工件进行冲压。

而机械式压力机的特点是,在工作节拍上效率较高,适合应用在批量化生产的场合。

伺服压力机是液压式压力机及机械式压力机的替代品。

它们已经被用来形成薄板和大块金属好几年了。

伺服压力机相对于传统的机械式、液压式压力机最显著的特点在于,它没有飞轮、离合器和制动机制,通过伺服电机的压力应用它可以提供自由运动的概念。

它可以满足高精度、高可靠性的工艺要求。

并且它的速度参数可控制、力矩参数可控制的特点使它在高精度、高速度以及工艺质量要求较高的场景下应用广泛,例如汽车以及电子行业高精度零部件的加工制造。

2. 伺服压力机传动系统的分类伺服压力机的动力源为伺服电机,根据与执行机构的连接方式的不同,可以分为直接驱动与间接驱动。

直接驱动是将动力源直接连接到执行机构上,这样使得系统的传递效率较高,并且结构紧凑,但是不适合与大型的压力机上。

间接驱动通过中间的传动机构来控制传动比,实现速度以及力矩的控制。

机电一体化第六章伺服驱动控制系统设计

机电一体化第六章伺服驱动控制系统设计
更加简单。步进电机既是驱动元件,又是脉冲角位移变换元件。 E. 当控制脉冲数很小,细分数较大时,运行速度达到每转30分
钟。 F.体积小、自定位和价格低是步进电动机驱动控制的三大优势。 G. 步进电机控制系统抗干扰性好
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二、 伺服驱动控制系统设计的基本要求
1. 高精度控制 2. 3. 调速范围宽、低速稳定性好 4. 快速的应变能力和过载能力强 5. 6.
闭环调节系统。
(4) ①
② 调节方法。
(5) ① 使用仪器。用整定电流环的仪器记录或观察转速实际值波形,电
② 调节方法。
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六、 晶体管脉宽(PWN)直流调速系统
晶体管脉宽直流调速系统与用频率信号作开关的晶闸管系统相比,具 (1) 由于系统主电源采用整流滤波,因而对电网波形影响小,几乎不 (2) 由于晶体管开关工作频率很高(在2 kHz左右),因此系统的 (3) 电枢电流的脉动量小,容易连续,不必外加滤波电抗器也可平稳 (4) 系统的调速范围很宽,并使传动装置具有较好的线性,采用Z2
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(2) ① A. 步进电动机型号:130BYG3100D (其他型号干扰大) B. 静转矩15 N·m C. 步距角0.3°/0 6°
D. 空载工作频率40 kHz E. 负载工作频率16 kHz ② A. 驱动器型号ZD-HB30810 B. 输出功率500 W C. 工作电压85~110 V D. 工作电流8 A E. 控制信号,方波电压5~9 V,正弦信号6~15 V ③ 控制信号源。
(3) ① 标准信号控制系统(如图6-16) ②检测信号控制系统 (如图6-17)
③ 计算机控制系统(如图6-18)
上一页 返 回
图6-16 标准信号控制系统图 图6-17 检测信号控制系统图 图6-18 计算机控制系统图

伺服系统设计-控制系统的设计和校正PPT课件

伺服系统设计-控制系统的设计和校正PPT课件

U (s) E(s)
K
p
P控制对系统性能的影响: Kp>1 开环增益加大,稳态误差减小;
幅值穿越频率增大; 动态加快,相位裕度减小;
系统稳定程度变差。 Kp<1则反之。
12
(2)I 控制(积分控制)
u(t) Kp e(t)dt
Ti
U (s) K p E (s) Ts i
GH(s)为为校正部分,校正装置为积分环节,那么
PID控制器有一个位于原点的极点和两个左半平面的零点20
2、临界增益法 这种方法是让系统处于闭环状态下进行的。
性能指标:要求为保证阶跃响应的最大峰值与第二峰值的 比为4:1 (衰减比为4:1 )。 适用范围:闭环系统可能出现等幅振荡。
步骤 第一步:令Ti ,Td 0 ,将控制器设置为比例控制。 将Kp从0增大,首次出现等幅振荡时,记下此时的增益为 Kps和振荡周期Ts。 第二步:基于临界增益的齐格勒-尼柯尔斯调整法则 ,21确定 NhomakorabeaID参数。
基于临界增益的齐格勒-尼柯尔斯调整法则
控制器类型 P PI PID
Kp
0.5 Kps 0.45 Kps 0.6 Kps
Ti
0.83 Ts 0.5 Ts
Td 0 0 0.125Ts
GPID
Kp
1T1is
Tds
(s4)2
0.6Kps(10.5 1 Tss0.125Tss)0.075KpsTs
3、校正的实质
改变系统闭环零极点分布
例: G(s)
K
s(s1)(0.1s1)
6
要求系统满足在单位斜坡输入时的稳态误差ess≤0.05, 以及σp≤25% 。 解:通常系统的固定部分只有K可调,根据ess=1/K ,

大型伺服压力机的控制系统设计共43页文档

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1.2 伺服压力机国内现状
由于国外技术商业保密的原因,国外产品资料中对交流伺服压力机的机构 特性及控制方式介绍很少,特别是不转让大功率交流伺服电动机的技术,国 内伺服压力机的研究工作落后国外十多年。但最近几年,国内伺服压力机的 研究工作有了较快的进展,有多家单位进行了伺服压力机的研究开发工作。
浙江大学叶云岳自80年代末开始研究直线伺服电机驱动的锻压设备,成 功地完成了直线电机驱动小型压力机的研制。现在己能小批生产5KN、10KN 31.5KN、60KN冲压机,更大吨位的压力机还在试制。
典型产品有:日本会田公司开发的LSF 系列产品,最大公称力10kN;日本山田DOBBY 公司开发的同类产品, 具有示教功能, 最大 压力为24kN;浙江大学开发的5~ 100kN伺 服压力机。
图1
方案二
该方案(图2)中伺服电机经同步带轮、齿轮两级减速后,由曲柄连杆机构 变转动为移动,再经肘杆机构增力,传动较复杂,但由于有二级减速和肘杆增 力机构, 因而降低了伺服电动机的容量。 典型产品:等长肘杆型,广东锻压机床厂有限 公司开发的GDKS系列产品, 最大公称力6300kN; 三角肘杆型,日本小松开发的H1F系列产品,最 大公称力2000kN。
2.1 伺服机械压力机传动方案分析
伺服机械压力机的冲压功能是由功能部件实现的,其功能部件主要由驱 动机构、传动机构和工作机构3 个子系统组成。表1 所示为国内外已经生产 的伺服机械压力机的功能分解与功能实现策略。
方案一
该方案(图1)采用直线电机直接驱动滑块做直线运动,无齿轮、同步带 轮等减速机构,无曲柄连杆、螺旋副等运动形式转换机构,无肘杆、多连杆 等增力机构, 实现所谓“零传动”, 具有结构简单、柔性加工、精确定位、 高效生产、节能环保等优点。但由于受直线电机功率和成本的限制,伺服机 械压力机的公称力很小,只有几十千牛, 一般用在微小型压力机上。

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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路,那么,任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远,吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应,言行相称。——韩非
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1、 舟 遥 遥 以 轻飏, 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色,裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去,有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉,不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ,并怡 然自乐 。
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1.2 伺服压力机国内现状
由于国外技术商业保密的原因,国外产品资料中对交流伺服压力机的机构 特性及控制方式介绍很少,特别是不转让大功率交流伺服电动机的技术,国 内伺服压力机的研究工作落后国外十多年。但最近几年,国内伺服压力机的 研究工作有了较快的进展,有多家单位进行了伺服压力机的研究开发工作。
浙江大学叶云岳自80年代末开始研究直线伺服电机驱动的锻压设备,成 功地完成了直线电机驱动小型压力机的研制。现在己能小批生产5KN、10KN 31.5KN、60KN冲压机,更大吨位的压力机还在试制。
1.1 伺服压力机国外现状
日本会田(AIDA)公司采用了自己开发的伺服马达和CNC控制系统推出了 NSl.D型的伺服压力机。其产品NSI.3000(D)的具体参数为:公称力3000kN, 公称力行程6mm,正常模式下滑块行程长度400mm和滑块行程次数30次/分。
日本天田(AMADA) 通过将伺服电动机与曲轴构造巧妙结合,实现灵活的行 程动作及在加工区域可以进行精确动作控制的数字伺服直接驱动装置。并于 2019年推出电动伺服压力机“SDEW2025”和“SDEW3025”。公称压力分别为 2000kN和3000kN。具备“振子”、“整形”、“重复”等7种运动模式。根据加 工对象选择运动模式,可进行高精度、稳定的加。此外,可增加用于在总公司 与工厂间交换程序及各种数据的网络功能,还准备了收集生产数据的“运转管 理软件”,可以管理运动方式、模具、工件、外围装置、图像之类的数据。
大型伺服压力机 控制系统设计
1 伺服压力机国内外现状 2 伺服压力机机械本体研究 3 伺服压力机控制系统研究 4 实验样机的构成
1 伺服压力机国内外现状
1.1 伺服压力机国外现状 1.2 伺服压力机国内现状Βιβλιοθήκη 1.1 伺服压力机国外现状
近年来,由于大功率伺服电机的研究开发成功,由大功率伺服电 机驱动的新型机械设备也相应出现,如世界著名的KOMATSU、AIDA、 AMADA、AMINO、TOYO等公司,先后推出了采用该技术的伺服压力机、 伺服折弯机、伺服注塑机等设备。在此期间,机械压力机的传动结构 发生了很大变化,最大的创新点在于伺服电机取代了传统的主驱动电 机、飞轮、离合器和制动器,国内外的研究学者和压力机制造公司在 直接驱动方式上做了不少的探索。lO多年前,在美、日、欧等工业发 达国家就已经兴起了交流伺服电动机直接驱动压力机的研究与开发。
1.1 伺服压力机国外现状
美国协易(SEYI)公司推出了门型单轴(SDl系列)和门型双轴(SD2系列) 伺服压力机,该系列产品具有高扭矩能力,系统中内建100组模具记忆。其 产品SD2-400H的具体参数为:公称力4000kN,公称力行程7mm,滑块行程长 度200mm,滑块行程次数40次/分。
在现有伺服压力机产品方面,还有山田公司的Svo.5型与Mga-24型伺 服压力机,纲野公司的ServoLink型伺服压力机,以及台湾金丰公司的CMI 型伺服压力机。
1.2 伺服压力机国内现状
陆永辉、卢宗武、张策等人分别采用了混合驱动机构,用伺服电机与常 规电机混合驱动压力机。在这种方案中,常规电机用来传递主要动力,而伺 服电机则通过调整五杆机构来控制滑块的位移,以此可以实现冲压工艺的调 节。
目前国内在从事相关研究机构有,广东锻压集团、扬力集团、浙锻集团、 徐锻集团、扬锻集团、清华大学、香港中文大学、南京航空航天大学、河海 大学、华中科大、西安交大、南京理工大学、浙江大学、东南大学、广东工 业大学等, 部分单位已经开发出初步样机。
2 大型伺服压力机机械本体
2.1 伺服机械压力机传动方案分析 2.2 杆系构型反演设计理论
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2.1 伺服机械压力机传动方案分析
为了提高伺服机械压力机的吨位与电机容量的比值,开发出低成本大吨 位的伺服机械压力机,国内外不少高校和企业正在以下3个方向进行研究:一 是以增力功能为目标,对各种传动机构进行串联式或并联式组合设计,以降 低伺服电机所需的扭矩和容量,进而降低设备的成本,常用的传动机构有带 轮副、齿轮副、蜗轮蜗杆副、丝杠螺母副、差动轮系、曲柄连杆、肘杆、多 连杆等; 二是利用交流异步电机的低成本和大容量, 通过多自由度合成机构, 实现异步电机与伺服电机混合驱动, 以降低伺服电机的容量; 三是采用新型 电力拖动系统, 如利用直线电机、开关磁阻电机驱动伺服机械压力机,以降 低设备的成本。
1.1 伺服压力机国外现状
德国舒勒(Schuler)股份公司最新研制开发了新一代压力机,该机采用了 适合于大批量或多品种生产的伺服驱动系统,大大提高了冲压设备的生产效 率和灵活性。推出了2500kN、3150kN、4000kN、5000kN和6300kN公称力的新 一代系列冲压设备,都配备了被称之为“PSE”的部件,而且所有的冲压设备 都采用了集成化的模块,按照模块化结构制造,因此,Schuler股份公司可以 为用户提供性能更强大的板材冲压设备。产品TSD2.250的具体参数为:公称 力2500kN,滑块行程长度60~250mm和滑块行程次数3—70次/分。
1.1 伺服压力机国外现状
日本AIDA和日本FANUC公司共同开发了一种高效率生产小型冲压件的伺服 电机的压力成型机,这种成型设备可用于生产多种引线的引线框、手表机芯 的精密齿轮、精密汽车零件等小型精密品。日本小松公司90年初试制了数字 化机械驱动的数控回转头压力机,其传动原理为伺服电机加精密螺旋。2019 年,小松公司又开发出新型伺服压力机,利用2台伺服电机通过皮带减速,带 动滚珠丝杆运动,再通过肘杆机构带动滑块上下运动。该公司先后推出了H1F、 H2F、H2W和HCP系列复合型伺服压力机。其产品H2W200H的具体参数为:公称 力2000kN,滑块行程长度150mm,滑块行程次数85次/分,滑块调节量120mm。
2019年,我国首台“混合驱动”伺服压力机由济南二机床集团研制成功, 主驱动可以任意编程控制,压力机吨位达到1000吨。
2019年11月,上海交大与齐二机床集团有限公司联合研制成功200吨 “H2S200型交流伺服压力机”,具有完全自主知识产权,将液压机的灵活性 与机械压力机的高效率优点有机结合起来,可以适应不同的冲压工艺要求。
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